intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Nghiên cứu đề xuất quy hoạch hệ thống tiếp nhận chất thải từ tàu cho khu vực cảng biển Hải Phòng để đáp ứng các yêu cầu của Công ước MARPOL 73/78

Chia sẻ: Quenchua5 Quenchua5 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST
Báo xấu
63
lượt xem 3
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong bài báo này, tác giả sẽ trình bày kết quả nghiên cứu đề xuất quy hoạch chi tiết hệ thống tiếp nhận và cơ sở xử lý chất thải từ tàu cho khu vực cảng biển Hải Phòng trên cơ sở quy hoạch chi tiết nhóm cảng biển phía Bắc đến năm 2020 định hướng đến năm 2030 đã được Bộ Giao thông vận tải phê duyệt cho các khu bến Sông Cấm, khu bến Đình Vũ, khu bến Yên Hưng, khu bến Lạch Huyện và các khu chuyển tải.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu đề xuất quy hoạch hệ thống tiếp nhận chất thải từ tàu cho khu vực cảng biển Hải Phòng để đáp ứng các yêu cầu của Công ước MARPOL 73/78

  1. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 Nghiên cứu đề xuất quy hoạch hệ thống tiếp nhận chất thải từ tàu cho khu vực cảng biển Hải Phòng để đáp ứng các yêu cầu của Công ước MARPOL 73/78 Proposals for planning of system receiving waste from vessels for Haiphong port to meet the requirements of the MARPOL 73/78 Trần Anh Tuấn Trường Đại học Hàng hải Việt Nam, anhtuan.tcep@gmail.com Tóm tắt Việt Nam đã chính thức là thành viên đầy đủ của Công ước quốc tế về ngăn ngừa ô nhiễm từ tàu (MARPOL 73/78) từ năm 2015. Một trong các yêu cầu của Công ước Marpol đối với các chính quyền cảng thành viên phải đảm bảo khả năng đáp ứng yêu cầu tiếp nhận các chất thải từ tàu ra vào khu vực cảng của mình. Để đáp ứng yêu cầu này, Bộ Giao thông vận tải đã phê duyệt đề án “Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng, đề xuất quy hoạch và triển khai xây dựng các công trình tiếp nhận và xử lý chất thải từ tàu biển đáp ứng yêu cầu của công ước MARPOL” tại Quyết định 1533/QĐ-BGTVT ngày 4 tháng 5 năm 2015. Trong bài báo này, tác giả sẽ trình bày kết quả nghiên cứu đề xuất quy hoạch chi tiết hệ thống tiếp nhận và cơ sở xử lý chất thải từ tàu cho khu vực cảng biển Hải Phòng trên cơ sở quy hoạch chi tiết nhóm cảng biển phía Bắc đến năm 2020 định hướng đến năm 2030 đã được Bộ Giao thông vận tải phê duyệt cho các khu bến Sông Cấm, khu bến Đình Vũ, khu bến Yên Hưng, khu bến Lạch Huyện và các khu chuyển tải. Từ khóa: Công ước MARPOL 73/78, quy hoạch thu gom chất thải, chất thải từ tàu. Abstract Vietnam has officially been a full member of the International Convention for the Prevention of Pollution from Ships (MARPOL 73/78) since 2015. One of the requirements of the MARPOL 73/78 for the Authorities of the member ports is to ensure the ability to meet the requirements of receiving waste from the ship into their port area. To meet this requirement, the Ministry of Transport has approved the project " Study, assess the current situation, propose planning and implement the construction of works receiving and processing the waste from the ships, which meet the requirements of MARPOL Convention " at the Decision No 1533/QD-BGTVT dated May 4, 2015. In this paper, the author will present result of the research, propose detailed planning for receiving system and waste treatment facilities from ships for Hai Phong seaport area on the basis of detailed planning of the North port group up to 2020 and oriented to 2030, which was approved by the Ministry of Transport for Cam River wharf, Dinh Vu wharf, Yen Hung wharf, Lach Huyen wharf and transshipment areas. Keywords: MARPOL Convention 73/78, waste collecting plan, wastes from ship. Mở đầu Một trong những tác động của hoạt động hàng hải tới môi trường biển đó là do sự phát sinh chất thải rắn, nước thải và chất thải nguy hại trong hoạt động của tàu biển. Việc quản lý chất thải phát sinh từ hoạt động của tàu biển đã được tổ chức Hàng hải quốc tế rất quan tâm và được quy định cụ thể bởi Công ước MARPOL 73/78. Một trong các yêu cầu của Công ước Marpol đối với các chính quyền cảng thành viên phải đảm bảo khả năng đáp ứng yêu cầu tiếp nhận các chất thải từ tàu ra vào khu vực cảng của mình. Việt Nam đã tham gia phụ lục I, II từ năm 1991, phụ lục III, IV, V, VI từ năm 2015 và cũng đã có những quy định về việc quản lý chất thải phát sinh từ tàu tại các cảng biển, tuy nhiên công tác chuyển giao và tiếp nhận chất thải từ tàu tại các cảng biển của Việt Nam nói chung và khu vực cảng biển Hải Phòng nói riêng còn nhiều khó khăn do thiếu cơ sở hạ tầng kỹ thuật. Việc nghiên cứu và đề xuất quy hoạch chi tiết hệ thống thu gom và xử lý chất thải từ tàu tại khu vực cảng biển Hải Phòng là HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 646
  2. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 rất cần thiết để giúp các bến cảng khu vực Hải Phòng đáp ứng được các yêu cầu của Công ước MARPOL và góp phần bảo vệ môi trường biển. 1. Các chất thải phát sinh từ hoạt động tàu biển [1] 1.1. Chất gây ô nhiễm không khí Quá trình sử dụng nhiên liệu của động cơ tàu biển sẽ phát sinh ra các chất ô nhiễm dạng khí như bụi, CO, SO2, NOx, VOC,…Nhiên liệu của các phương tiện thủy thường là các nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh và các tạp chất cao nên quá trình cháy sẽ phát sinh nhiều chất ô nhiễm hơn so với các phương tiện giao thông khác. Ô nhiễm không khí tại cảng biển chủ yếu từ việc đốt nhiên liệu của động cơ sử dụng dầu FO, RO,… chủ yếu tập trung vào các chất ô nhiễm chính: NO2, PM10 và PM2.5, SO2, CO, VOC, CO2, N2O, CH4. Bên cạnh đó hoạt động của tàu biển còn phát thải các chất khí gây suy thoái tầng ozon từ các thiết bị bảo quản lạnh trên tàu. Các tàu chở dầu mỏ và các sản phẩm chế biến từ dầu mỏ còn phát sinh các khí hydrocacbon (VOC) cũng là một trong các khí ô nhiễm không khí cần được kiểm soát. 1.2. Nước thải sinh hoạt Ô nhiễm do nước thải sinh hoạt chủ yếu từ hoạt động của các thủy thủ trên các tàu. Ước tính mỗi tàu thuyền hoạt động trung bình có khoảng 20 thủy thủ thì khối lượng nước thải sinh hoạt hàng ngày được dự tính như sau (với định mức được tính toán là 100 lít/người/ngày): 20 người/tàu x 100 lít/người/ngày = 2 m3/tàu/ngày. Thành phần của nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, các chất lơ lửng, dầu mỡ và các vi sinh vật nếu không được xử lý sẽ là nguồn gây ô nhiễm môi trường nước. Quá trình phân hủy các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt sẽ phát sinh nhiều chất gây mùi hôi thối. 1.3. Chất thải rắn sinh hoạt Các loại chất thải rắn sinh hoạt phát sinh từ tàu chủ yếu là thức ăn thừa, đồ hộp, nilon, kim loại và giấy bao gói… Khối lượng chất thải phụ thuộc vào số lượng người trên tàu và chủng loại tàu. Trung bình lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh trên tàu chở hàng là 1,5 kg/người.ngày và đối với tàu khách là 3 kg/người.ngày. Trong thành phần chất thải sinh hoạt trên tàu chất thải thực phẩm chiếm khoảng 20%, chất thải dễ cháy chiếm 40% - 50%, chất không cháy 25% - 40%. Đối với chất thải này trên các tàu lớn được thiêu huỷ bằng đốt trong các lò đốt, các tàu không có lò đốt thì chúng được lưu trữ trong các thùng đựng rác và được đưa lên bờ tại các cảng. 1.4. Chất thải nguy hại Chất thải nguy hại (CTNH) phát sinh trên tàu biển từ hai nguồn: - Chất thải nguy hại phát sinh từ hầm tàu do quá trình hoạt động, sửa chữa, bảo dưỡng các máy móc, động cơ trên tàu chủ yếu là các chất thải dính dầu bao gồm dầu thải, giẻ dính dầu, các gioăng đệm cao su dính dầu, nước thải nhiễm dầu. - Chất thải phát sinh từ hàng hóa vận chuyển trên tàu: Hàng hóa vận chuyển trên tàu rất đa dạng bao gồm cả thành phần nguy hại với con người và môi trường như hóa chất, dầu mỏ... các hàng hóa này nếu bị hư hỏng hay rơi vãi sẽ trở thành chất thải nguy hại. 2. Đánh giá nhu cầu thu gom và xử lý chất thải phát sinh từ tàu tại khu vực cảng biển Hải Phòng 2.1. Lượng chất thải từ tàu được tiếp nhận tại khu vực cảng biển Hải Phòng Khi Việt Nam chưa tham gia các phụ lục III, IV, V, VI thì việc chuyển giao, tiếp nhận chất thải từ tàu tại các cảng biển là chưa bắt buộc và các cơ quan quản lý về hàng hải của Việt Nam cũng chưa kiểm soát chặt chẽ hoạt động này nên số lượt tàu có hoạt động chuyển giao và lượng chất thải thực tế được chuyển giao là rất ít. Hiện tại chưa có hệ thống khai báo và thống kê lượng chất thải từ tàu được thu gom tại các cảng biển Hải Phòng nên số liệu thống HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 647
  3. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 kê được của Cảng vụ Hàng hải Hải Phòng trong các năm qua chưa phản ảnh chính xác lượng chất thải phát sinh. Bảng1. Lượng chất thải từ tàu được thu gom từ khu vực cảng biển Hải Phòng [1] Năm Lượng nước thải tương ứng (tấn) Nước Rác thải (tấn) Lượt Nước Dầu lẫn Tổng dằn Dầu cặn chiếc rửa két nước cộng bẩn Lượt tàu Tổng cộng 2004 180 150,7 70 95,2 542,3 858,2 2005 197 135,6 65,4 120,8 612,2 934 2006 289 396,5 134,7 148,4 819,7 1.499,3 2007 345 425,2 165,3 162,2 955,8 1.708,5 2008 394 355 506 256,1 1.156 2.273,1 2010 248 241,5 120,7 731,58 1273,35 2.312 2894 151,2 2011 394 - - - - 4.578 3.166 170 2012 89 - - - - 917 - - Như vậy, nếu so sánh với số lượt tàu ra vào thực tế thì số lượt tàu thu gom và lượng chất thải thu gom được tại khu vực cảng biển Hải Phòng thống kê được là rất ít. Các loại chất thải thu gom chủ yếu là dầu thải, nước thải nhiễm dầu và rác thải sinh hoạt, còn nước thải sinh hoạt vẫn chưa tiến hành thu gom. Tình trạng này cũng là thực trạng chung của các cảng biển trên cả nước, nguyên nhân của tình trạng này có thể do một trong các nguyên nhân sau: - Chất thải từ tàu tại các cảng biển được thu gom trực tiếp bởi các đơn vị dịch vụ thu gom do chủ tàu liên hệ mà không thông qua Cảng vụ Hàng hải nên các cơ quan chức năng không thống kê được số lượng. - Các cảng biển không đáp ứng được nhu cầu thanh thải của các tàu biển khi vào cập cảng do vậy các tàu không thanh thải khi cập cảng Hải Phòng. - Các cơ quan quản lý của Việt Nam chưa có đủ năng lực kiểm tra giám sát việc quản lý rác thải trên tàu biển nên nhiều tàu đã xả trực tiếp chất thải xuống biển. Theo thống kê của Cục Hàng hải Việt Nam các bến khu vực cảng biển Hải Phòng đều chưa đủ năng lực tiếp nhận và xử lý chất thải từ tàu, đặc biệt là nước thải. Hiện nay công tác tiếp nhận chất thải từ tàu tại khu vực cảng biển Hải Phòng đều do các tổ chức không trực thuộc cảng thực hiện. Đa phần đây là các đơn vị có vốn đầu tư từ khối tư nhân, thu lợi nhuận từ việc thu phí thu gom và xử lý chất thải cũng như từ nguồn lợi từ việc xử lý nước thải. Các đơn vị này không hoạt động chuyên biệt về thu gom chất thải từ tàu mà hoạt động kết hợp với việc thu gom chất thải trên đất liền nên không có các trang thiết bị đồng bộ, chuyên dụng cho việc thu gom chất thải từ tàu biển [2]. 2.3. Đánh giá nhu cầu và năng lực thu gom và xử lý chất thải từ tàu tại cảng biển khu vực Hải Phòng khi Việt Nam tham gia đầy đủ các phụ lục của Công ước MARPOL 1/ Nhu cầu thu gom Khi Việt Nam tham gia đầy đủ các phụ lục của Công ước MARPOL thì công tác chuyển giao, tiếp nhận chất thải từ tàu tại các cảng biển là bắt buộc và sẽ được kiểm soát chặt chẽ hơn, cùng với sự tăng trưởng về lượng hàng hóa thông qua cảng biển Hải Phòng trong những năm tới nên lượng chất thải có nhu cầu chuyển giao tại cảng biển Hải Phòng sẽ tăng nhanh chóng. Theo số liệu thống kê lượng hàng hóa thông qua cảng Hải Phòng giai đoạn 2013 - 2015 tăng trung bình từ 6 - 7% thấp hơn trung bình cả nước (10,7 - 11,3%). Tuy nhiên, theo dự báo thì giai đoạn 2015 - 2020 tốc độ tăng trung bình của cảng Hải Phòng là 8 %/năm và đạt 104 triệu tấn vào năm 2020, đến năm 2030 đạt 178 triệu tấn tăng 71,6% so với năm 2020. Tổng trọng tải của các tàu cập bến cũng sẽ tăng dần theo từng năm. Căn cứ vào dự báo tăng sản lượng hàng hóa thông qua cảng Hải Phòng và xu thế tăng trọng tải của tàu chúng tôi tính HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 648
  4. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 toán lượng tàu biển ra vào cảng và lượng chất thải có nhu cầu chuyển giao tại khu vực cảng biển Hải Phòng đến năm 2030 [3]. Bảng 2. Ước tính lượng tàu biển ra vào và lượng chất thải có nhu cầu chuyển giao tại khu vực cảng biển Hải Phòng đến năm 2030 Lượng chất thải phát sinh STT Năm Tổng lượt Chất thải nguy hại Nước thải Rác thải tàu (tấn) (m3) (Tấn) lượt tàu tổng lượt tàu tổng lượt tàu tổng 1 2020 20.800 31.200 49.920 2.496 1,5 2,4 0,12 2 2030 23.733 35.600 56.959 2.848 2/ Năng lực thu gom Đối với chất thải nguy hại: Hiện tại chỉ có một đơn vị tham gia thu gom chất thải nguy hại từ tàu biển tại khu vực cảng biển Hải Phòng là Công ty Cổ phần Hòa Anh với trang thiết bị thu gom bao gồm 5 phương tiện thủy tổng trọng tải 599 tấn, 03 xe bồn tổng trọng tải 15 tấn và 5 xe tải trọng tải 20 tấn do vậy sẽ không đủ năng lực để thu gom toàn bộ lượng chất thải nguy hại từ tàu trên một khu vực rộng lớn của cảng biển Hải Phòng. Để đáp ứng yêu cầu thu gom chất thải từ tàu cho khu vực cảng biển Hải Phòng cần khuyến khích thêm các đơn vị tham gia đầu tư các trang thiết bị và phương tiện thu gom chất thải nguy hại từ tàu [1]. Đối với việc thu gom rác thải do nhu cầu thu gom hiện tại khoảng 200 tấn/năm nên Công ty Môi trường đô thị Hải Phòng mới đầu tư có 5 phương tiện xe thu gom rác thải cảng và 02 phương tiện thủy thu gom dưới nước nên với nhu cầu gia tăng đột biến lượng rác thải cần thu gom thì với lực lượng như vậy sẽ không đủ đáp ứng. Tuy nhiên, Công ty Môi trường đô thị Hải Phòng hoàn toàn có khả năng đầu tư thêm các trang thiết bị để đáp ứng nhu cầu thu gom. Đối với nước thải sinh hoạt: Hiện tại chưa có bến cảng nào có trang thiết bị tiếp nhận và cũng chưa có đơn vị nào cung cấp dịch vụ tiếp nhận nước thải sinh hoạt từ tàu tại khu vực cảng biển Hải Phòng nên hoàn toàn chưa đáp ứng được. 3/ Năng lực xử lý [1] Đối với chất thải nguy hại: tại Hải Phòng có nhiều đơn vị đang tham gia xử lý chất thải nguy hại và Hải Phòng cũng đã có quy hoạch hệ thống cơ sở xử lý chất thải nguy hại nên hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu xử lý chất thải nguy hại thu gom được từ tàu biển đến năm 2020 và đến năm 2030, mặc dù trên lý thuyết năng lực của các đơn vị xử lý vẫn đáp ứng được nhu cầu xử lý chất thải nguy hại từ tàu. Tuy nhiên, thực tế nhu cầu xử lý chất thải nguy hại tại các cơ sở công nghiệp tại Hải Phòng cũng tăng cao và hầu hết các cơ sở này khó có thể mở rộng thêm quy mô sản xuất do vậy sẽ không đáp ứng được nhu cầu xử lý chất thải nguy hại nên cần phải được đầu tư thêm. Với các hệ thống xử lý rác thải của thành phố Hải Phòng hiện tại và đã được quy hoạch sẽ đảm bảo xử lý 100% đến năm 2030. Đối với nước thải sinh hoạt: tương tự như đối với công tác thu gom các cảng biển khu vực Hải Phòng đều chưa đáp ứng được yêu cầu xử lý nước thải sinh hoạt thu gom từ tàu biển. 3. Đề xuất quy hoạch hệ thống hạ tầng kỹ thuật thu gom và xử lý chất thải từ tàu tại khu vực cảng biển Hải Phòng 3.1. Quy hoạch phát triển hệ thống cảng biển khu vực Hải Phòng [3] Theo quy hoạch chi tiết nhóm cảng biển phía Bắc (nhóm 1) đến năm 2020, định hướng đến 2030 được ban hành theo Quyết định số 1741/QĐ-BGTVT, ngày 03/08/2011 của Bộ Giao thông Vận tải thì Cảng Hải Phòng: “Là cảng tổng hợp quốc gia, cửa ngõ quốc tế (loại IA), gồm các khu bến cảng trên sông Cấm, khu bến cảng Đình Vũ (gồm cả Nam Đình Vũ), khu bến cảng Lạch Huyện và khu bến cảng Yên Hưng - Đầm nhà Mạc”. Cụ thể như sau: - Khu bến cảng Đình Vũ (gồm cả Nam Đình Vũ): bao gồm bến tổng hợp, container và các bến chuyên dụng hiện tại đang khai thác và các bến tiếp tục đầu tư xây dựng theo quy HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 649
  5. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 hoạch cho cỡ tàu đến 20.000 DWT. Dự kiến lượng hàng hóa thông qua vào năm 2020 đạt khoảng 31 triệu tấn/năm, và dự kiến lượng hàng năm 2013 đạt khoảng 42 triệu tấn/năm. - Khu bến cảng trên sông Cấm: các bến khu sông Cấm hạn chế phát triển và chỉ đầu tư chiều sâu để duy trì khai thác cho tàu 10.000 DWT, các bến này sẽ từng bước chuyển đổi công năng theo quy hoạch của thành phố. Lượng hàng hóa thông qua bến vào năm 2020 đạt khoảng 20 triệu tấn và giảm dần đến năm 2030 dự kiến đạt khoảng 18 triệu tấn/năm. - Khu bến cảng Lạch Huyện: khu bến mới đang được xây dựng và phát triển trong thời gian tới bao gồm bến tiếp nhận tàu container có trọng tải tới 100.000 DWT và bến tổng hợp cho tàu trọng tải trên 50.000 DWT. Năng lực thông qua dự kiến vào năm 2020 đạt khoảng từ 12,1 - 13,8 triệu tấn/năm và năm 2025 đạt khoảng từ 28,2 - 34,8 triệu tấn/năm, và dự kiến đạt xấp xỉ 120 triệu tấn/năm vào năm 2030. - Khu bến cảng Yên Hưng (sông Chanh, Đầm nhà Mạc): chủ yếu quy hoạch cho các bến xăng dầu cho tàu 40.000DWT và bến chuyên dụng cho tàu 10.000 DWT đầy tải và tàu 50.000 DWT giảm tải, tập trung ở hai bên bờ sông Chanh. Lượng hàng hóa thông qua khu bến năm 2020 đạt khoảng 12 triệu tấn/năm và năm 2030 đạt 25 triệu tấn/năm. 3.2. Cơ sở đề xuất quy hoạch hệ thống tiếp nhận, xử lý chất thải từ tàu cho khu vực cảng biển Hải Phòng Các số liệu đánh giá và dự báo cho thấy cảng biển Hải Phòng chưa đáp ứng công tác tiếp nhận và xử lý chất thải từ tàu tại thời điểm hiện tại và trong tương lai. Để giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong ngành Giao thông Vận tải, ngày 06/6/2011 Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 855/QĐ-TTg về việc Phê duyệt Đề án “Kiểm soát ô nhiễm môi trường trong hoạt động giao thông vận tải”. Theo đó, mục tiêu cụ thể giai đoạn 2011 - 2015 cần có “30% cảng biển quốc tế có trang bị phương tiện thu gom, xử lý rác thải, dầu thải từ tàu biển; đến giai đoạn 2016-2020 định hướng đến 2030 cần có 70% cảng biển quốc tế; 50% cảng, bến thủy nội địa loại 1 có trang bị phương tiện, thiết bị thu gom rác thải, dầu thải từ các tàu.” Để thực hiện tốt Quyết định số 855/QĐ-TTg của Chính phủ và yêu cầu của Công ước Marpol, ba phương án quy hoạch hệ thống tiếp nhận và xử lý chất thải từ tàu tại khu vực cảng biển Hải Phòng được đề xuất. Cụ thể như sau: - Các bến sẽ không đầu tư hệ thống tiếp nhận chất thải từ tàu mà chỉ ký kết với các đơn vị dịch vụ để cung cấp dịch vụ tiếp nhận chất thải từ tàu; - Các bến đầu tư xây dựng hệ thống tiếp nhận rác thải sinh hoạt, dầu thải, chất thải lỏng lẫn dầu và nước thải từ tàu đảm bảo khả năng tiếp nhận các loại chất thải này từ tàu khi có yêu cầu sau đó chuyển giao cho các đơn vị bên ngoài cảng xử lý; - Các bến đầu tư xây dựng hệ thống tiếp nhận rác thải sinh hoạt, dầu thải, chất thải lỏng lẫn dầu và nước thải từ tàu đảm bảo khả năng tiếp nhận các loại chất thải này từ tàu khi có yêu cầu sau đó xử lý trong phạm vi cảng hoặc chuyển giao cho các đơn vị xử lý được quy hoạch cho các cụm cảng. 3.3. Quy hoạch hệ thống tiếp nhận chất thải từ tàu cho khu vực cảng biển Hải Phòng Khu bến sông Cấm Các bến thuộc khu vực này nằm gần khu vực nội thành thành phố Hải Phòng nên sẽ không ưu tiên phát triển và được quy hoạch là khu cảng vệ tinh tiếp nhận các tàu có trọng tải đến 10.000 DWT, năng lực thông qua dự kiến sẽ giảm dần theo từng năm. Do vậy, các bến khu vực này sẽ không đầu tư hệ thống tiếp nhận chất thải từ tàu mà sẽ yêu cầu các bến ký kết với các đơn vị dịch vụ để tiếp nhận chất thải từ tàu. Khu bến cảng Đình Vũ (bao gồm cả Nam Đình Vũ) Đề xuất quy hoạch hệ thống tiếp nhận cho giai đoạn này bao gồm 2 giai đoạn: Giai đoạn 1: đến năm 2020 - Các bến đang khai thác chưa phải đầu tư hệ thống tiếp nhận chất thải từ tàu mà ký kết với đơn vị dịch vụ thu gom; HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 650
  6. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 - Các bến đầu tư xây dựng mới phải đầu tư hệ thống tiếp nhận rác thải sinh hoạt, dầu thải, chất thải lỏng lẫn dầu và nước thải từ tàu đảm bảo khả năng tiếp nhận các loại chất thải này từ tàu khi có yêu cầu. Giai đoạn 2: Đến năm 2030 - Tất cả các cảng trong khu bến phải được đầu tư hệ thống tiếp nhận rác thải sinh hoạt, dầu thải, chất thải lỏng lẫn dầu và nước thải từ tàu đảm bảo khả năng tiếp nhận các loại chất thải này từ tàu khi có yêu cầu. Khu bến Yên Hưng Đề xuất quy hoạch hệ thống tiếp nhận chất thải từ tàu cho khu bến này như sau: Giai đoạn 1: Đến năm 2020 - Tất cả các cảng đang khai thác (bao gồm cảng chuyên dụng, cảng tổng hợp, cảng sửa chữa) đều chưa phải đầu tư hệ thống tiếp nhận chất thải từ tàu mà sẽ ký kết với đơn vị cung cấp dịch vụ thu gom; - Các cảng đầu tư mới (cảng sửa chữa, cảng xăng dầu): phải đầu tư hệ thống tiếp nhận rác thải, dầu thải, nước thải lẫn dầu và nước thải từ tàu đảm bảo khả năng tiếp nhận các loại chất thải này từ tàu khi có yêu cầu. Giai đoạn 2: Đến năm 2030 - Các cảng chuyên dụng không phải là cảng dầu khí, hóa chất vẫn được tiếp tục ký kết với đơn vị cung cấp dịch vụ thu gom chất thải từ tàu; - Các cảng còn lại trong khu bến: phải được đầu tư hệ thống tiếp nhận rác thải, dầu thải, nước thải lẫn dầu và nước thải từ tàu đảm bảo khả năng tiếp nhận các loại chất thải này từ tàu khi có yêu cầu. Khu cảng Lạch Huyện Đây là khu bến được đầu tư xây dựng mới do vậy phải được quy hoạch có đầy đủ công trình tiếp nhận chất thải từ tàu. Trong thiết kế của Dự án “Đầu tư xây dựng cảng cửa ngõ Quốc tế Hải Phòng - Giai đoạn khởi động” đã thiết kế hệ thống tiếp nhận và xử lý chất thải lỏng có dầu, nước thải đảm bảo đủ khả năng tiếp nhận chất thải từ tàu vào cập bến. Như vậy, khi khu bến Lạch Huyện đi vào hoạt động (dự kiến năm 2018) thì sẽ đáp ứng được yêu cầu tiếp nhận chất thải từ tàu. Các khu chuyển tải Việc đầu tư hệ thống tiếp nhận chất thải từ tàu cho các khu bến này là không khả thi, do vậy đề xuất quy hoạch hệ thống tiếp nhận chất thải từ tàu cho khu vực này là đơn vị quản lý các bến chuyển tải ký kết với đơn vị có phương tiện thủy đáp ứng yêu cầu tiếp nhận chất thải từ tàu thực hiện nhiệm vụ này. 3.4. Quy hoạch hệ thống cơ sở xử lý chất thải từ tàu cho nhóm cảng Hải Phòng Quy hoạch hệ thống cơ sở xử lý chất thải nguy hại Đến năm 2020 năng lực xử lý của các cơ sở dịch vụ xử lý chất thải nguy hại tại Hải Phòng vẫn đáp ứng được nhu cầu chuyển giao, xử lý chất thải nguy hại từ tàu mà không cần phải đầu tư thêm. Tuy nhiên, hiện nay số đơn vị có đủ năng lực (theo tính toán) tham gia tiếp nhận và xử lý chất thải nguy hại từ tàu không nhiều, do vậy các cơ quan quản lý và các đơn vị quản lý cảng phải có cơ chế phù hợp để thu hút các đơn vị này tham gia công tác thu gom và xử lý chất thải từ tàu. Đề xuất quy hoạch các cơ sở xử lý chất thải nguy hoạch mới giai đoạn 2020 - 2030. - Đầu tư xây dựng 01 nhà máy xử lý chất thải nguy hại trong khu hậu cần cảng biển thuộc khu công nghiệp Nam Đình Vũ với công suất tái chế dầu 6.000 tấn/năm, lò đốt chất thải nguy hại 1 tấn/giờ đảm bảo khả năng đáp ứng xử lý chất thải nguy hại cho khu bến cảng Nam Đình Vũ, khu bến Lạch Huyện và một phần khu bến Đình Vũ hiện tại (Nhà máy xử lý chất thải nguy hại thuộc khu Nam Đình Vũ đã được quy hoạch trong tổng thể cơ sở hạ tầng của khu CN Nam Đình Vũ). - Đầu tư hệ thống xử lý nước thải nhiễm dầu tại khu bến cảng Lạch Huyện để đáp ứng HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 651
  7. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 yêu cầu tiếp nhận và xử lý ban đầu dầu thải và nước thải nhiễn dầu từ tàu trước khi chuyển giao cho đơn vị xử lý dầu thải trong đất liền (hệ thống này đã được thiết kế trong hệ thống cảng biển Lạch Huyện). - Theo quy hoạch quản lý chất thải của thành phố Hải Phòng đến năm 2020 định hướng đến 2030 sẽ đầu tư một khu xử lý chất thải nguy hại tại khu Liên hợp xử lý chất thải Gia Minh, Thủy Nguyên, Hải Phòng. Quy hoạch hệ thống cơ sở xử lý nước thải từ tàu Quy hoạch hệ thống cơ sở xử lý nước thải từ tàu nhóm thực hiện đề áp đề xuất hai phương án: Phương án 1: Các cảng biển ký kết với đơn vị dịch vụ là Công ty TNHH MTV thoát nước Hải Phòng và các đơn vị khác có đủ năng lực để cung cấp dịch vụ tiếp nhận và xử lý nước thải từ tàu; Phương án này áp dụng cho các cảng thuộc khu bến sông Cấm, các khu chuyển tải. Các bến khu Đình Vũ và khu Yên Hưng hiện tại áp dụng phương án này đến năm 2020. Phương án 2: Các bến hoặc khu bến phải đầu tư hệ thống xử lý nước thải công nghiệp tại bến để xử lý nước thải công nghiệp phát sinh trên cảng và nước thải tiếp nhận từ tàu đảm bảo khả năng đáp ứng yêu cầu chuyển giao, xử lý nước thải từ tàu cập cảng; Phương án này áp dụng cho các bến xây dựng mới và các bến thuộc các khu còn lại (trừ khu bến sông Cấm và bến chuyển tải) sau năm 2020. Quy hoạch hệ thống cơ sở xử lý rác thải từ tàu Rác thải thu gom từ tàu tại các bến thuộc cảng biển Hải Phòng sẽ được xử lý cùng với chất thải rắn của Thành phố, do vậy quy hoạch cơ sở xử lý rác thải từ tàu phải phù hợp với quy hoạch quản lý chất thải chung của Hải Phòng. Hiện tại, thành phố Hải Phòng đã có quy hoạch quản lý chất thải rắn đến năm 2025 đảm bảo đủ năng lực xử lý các loại rác thải thu gom từ tàu cho khu vực cảng biển Hải Phòng đến năm 2030. 4. Kết luận Việt Nam đã là thành viên đầy đủ của Công ước MARPOL 73/78, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho Việt Nam tăng cường công tác bảo vệ môi trường và ngăn ngừa ô nhiễm môi trường trong hoạt động hàng hải. Bên cạnh đó việc tham gia đầy đủ các phụ lục của Công ước MARPOL cũng đòi hỏi Việt Nam cần tiến hành xây dựng cơ sở pháp lý và quy hoạch hệ thống tiếp nhận và xử lý các loại chất thải từ tàu tại các nhóm cảng biển trên cả nước. Việc đề xuất quy hoạch chi tiết hệ thống tiếp nhận và xử lý chất thải từ tàu cho khu vực cảng biển Hải Phòng là góp phần bảo vệ môi trường biển trong hoạt động hàng hải và giúp các cảng biển khu vực Hải Phòng hội nhập quốc tế. Tài liệu tham khảo [1]. Báo cáo tổng kết nhiệm vụ môi trường mã số MT 141001, Đánh giá khả năng đáp ứng các yêu cầu về công tác thu gom, xử lý chất thải tại các cảng biển Việt Nam khi tham gia các phụ lục 3,4,5,6 Công ước Marpol, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam, 2015. [2]. Báo cáo tổng kết Đề án, Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng, đề xuất quy hoạch và triển khai xây dựng các công trình tiếp nhận và xử lý chất thải từ tàu biển đáp ứng yêu cầu của công ước MARPOL và các quy định của pháp luật liên quan, Cục Hàng hải Việt Nam, 2014. [3]. Quy hoạch chi tiết nhóm cảng biển phía Bắc (nhóm 1) đến năm 2020 định hướng đến năm 2030, Bộ Giao thông vận tải, 2011. HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 652
  8. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 Chỉ số chất lượng nước tương đối - Một cách tiếp cận mới để đánh giá tổng hợp chất lượng nước Relative water quality index - a new approach for aggregate water quality assessment Phạm Ngọc Hồ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, hopn2008@yahoo.com.vn Tóm tắt Hiện nay ở nước ngoài và Việt Nam đang ứng dụng các chỉ số tổng hợp để đánh giá chất lượng nước (WQI). Tuy nhiên các chỉ số WQI còn có một số hạn chế như: không có trọng số hoặc nếu có thì trọng số tự cho điểm nên còn mang tính chủ quan; thang phân cấp đánh giá là tự quy định. Do đó có thể xảy ra các hiệu ứng “ảo” (cảnh báo sai với thực tế). Tại Việt Nam, Tổng Cục Môi trường mới chỉ đề xuất ứng dụng WQI cho đánh giá nước mặt, còn nước ngầm, nước biển ven bờ, nước biển, nước nuôi trồng thủy sản, nước thải công nghiệp, v.v. vẫn còn bỏ ngỏ. Vì vậy trong công trình này, tác giả đề xuất phương pháp cải tiến, phát triển các chỉ số WQI thành chỉ số Chất lượng nước tương đối (ReWQI) để đánh giá cho các loại nước khác nhau theo Tiêu chuẩn/Quy chuẩn (TC/QC) môi trường của mỗi nước, nhằm mục đích khắc phục các hạn chế của chỉ số WQI. Đã áp dụng ReWQI để đánh giá chất lượng nước mặt tại các khu vực khai thác khoáng sản tỉnh Hòa Bình cho kết quả phù hợp với số liệu quan trắc thực tế. Từ khóa: Chỉ số đơn lẻ, chỉ số tổng hợp, đánh giá chất lượng nước. Abstract Water quality index (WQI) is used for aggregate assessment of the level of water pollution in many countries including Vietnam. However, it has several limitations: the weight of a parameter is either not taken into account or subjectively defined by the criteria of experts; the hierarchical scale on assessment is self-regulated, which results in "Virtual effect". In Vietnam, Vietnam Environment Administration has proposed the Water quality index (WQI) for assessing surface water only, ground water, coastal water, seawater, aquaculture water, industrial wastewater, etc. are still open. To overcome the above disadvantages, in this paper, the author proposed a new approach to develop from the water quality indices WQI into the Relative Water Quality Index (ReWQI) by taking into account the weights and hierarchical rating scale dependent on the environmental standards/ regulations of each country to assess the quality of different kinds of water. The ReWQI was calculated for assessing the extent of surface water quality in mining areas in Hoa Binh province, the result of the research was in line with the monitoring data in the reality. Keywords: Individual index, aggregated index, water quality assessment. 1. Tổng quan đánh giá chất lượng nước ở nước ngoài và Việt Nam 1.1. Cách tiếp cận Hiện nay một số nước, trong đó có Việt Nam đang ứng dụng phương pháp đánh giá chất lượng nước (CLN) bằng chỉ tiêu tổng hợp sử dụng các chỉ số chất lượng nước (WQI) theo 3 cách tiếp cận chủ yếu sau: Chỉ số chất lượng nước (WQI) không có trọng số Tại bang Oregon (Mỹ) (Cude Curtis, G., 2001) [1]; Tại Úc (Nagels JW, et al, 2001) [2]; Tại Canada (Canadian Council to Ministers of the Environment, 2001) [3]; Tại Việt Nam (Tổng cục Môi trường, 2011 [4]; Thi Minh Hanh, P., et al, 2011 [5]); Tại Ấn Độ (Sargaonkar A. et al, 2003) [6]. Chỉ số chất lượng nước (WQI) có tính đến trọng số của từng thông số khảo sát: HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 653
  9. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 Tại Mỹ (US Environment Protection Agency, 1978 [7]; Wayne Ott, 1978 [8]); Nam Phi (V Wepen et al, 2006) [9]; Đài Loan (Liou, SM, et al, 2004) [10]; Thổ Nhĩ Kỳ (Hulya Boyacioglu, 2007) [11]; Thailand (Chaiwat Prakirake, et al, 2009) [12]. Chỉ số chất lượng tổng cộng TWQI (Phạm Ngọc Hồ, 2012 [13]) Ngoài các nước chủ yếu đã và đang áp dụng chỉ số (WQI) nêu trên, còn có một số nước khác và các nhà khoa học trong và ngoài nước cũng có cách tiếp cận tương tự. 1.2. Đánh giá những ưu điểm và hạn chế của các chỉ số nước (WQI) 1.2.1. Đánh giá theo cách tiếp cận 1 - WQI không có trọng số Ưu điểm: Các công thức có dạng khác nhau, lấy tổng hoặc tích các chỉ số đơn lẻ, hoặc lấy trung bình cộng hoặc trung bình nhân, hoặc tích hợp cả 2 phương pháp trung bình cộng và trung bình nhân, tính toán đơn giản thuận lợi cho việc áp dụng vào thực tế, khi có sẵn các giản đồ chỉ số phụ hoặc tra bảng lập sẵn từ các chỉ số phụ. Hạn chế: Không có trọng số tính đến mối tương quan của từng thông số với các thông số khảo sát, nên không thể so sánh được chất lượng nước tại các điểm khảo sát với nhau. Ngoài ra thang phân cấp đánh giá tự quy định, do đó trong một số trường hợp có thể xảy ra hiệu ứng mơ hồ (ambiguity) dẫn đến cảnh báo sai so với thực tế. 1.2.2. Đánh giá theo cách tiếp cận 2 - WQI có tính đến trọng số Ưu điểm: Các chỉ số này có dạng công thức khác nhau, đều dựa trên việc lấy tổng, hoặc lấy tích hoặc lấy trung bình cộng hoặc trung bình nhân của các chỉ số phụ theo phương pháp chuẩn hóa một hàm tuyến tính phân đoạn để xây dựng các giản đồ cho từng chỉ số phụ được đề xuất bởi Wayne Ott (1978) [8]. Phương pháp tra bảng hoặc giản đồ đơn giản khi có sẵn tài liệu tra cứu. Hạn chế: Số các thông số n khảo sát còn hạn chế (n ≤ 12); thang phân cấp đánh giá là tự quy định; trọng số của từng thông số được tính toán dựa trên tiêu chí của các chuyên gia còn mang tính chủ quan. Khi sử dụng các chỉ số WQI lấy trung bình cộng hoặc trung bình nhân có thể dẫn đến kết quả mắc phải hiệu ứng che khuất (eclipsing) và mơ hồ (ambiguity) gọi chung là hiệu ứng “ảo” (virtual effect). Mặt khác việc xây dựng các giản đồ của các chỉ số phụ không thuận lợi cho việc áp dụng vào thực tế. Khi số n của các thông số tăng lên (ví dụ n > 12) cần phải xây dựng một số lớn các giản đồ chỉ số phụ Ii khá phức tạp. 1.2.3. Đánh giá theo cách tiếp cận 3 - TWQI Chỉ số này được đề xuất bởi Phạm Ngọc Hồ (2012) [13]. Ưu điểm của chỉ số này là thang phân cấp đánh giá chất lượng nước phụ thuộc số thông số khảo sát (n≥ 2), không tự quy định như các phương pháp khác. Tuy nhiên, các chỉ số phụ qi (chỉ số đơn lẻ của thông số i) chưa tính đến độ biến thiên của qi so với đơn vị (khi qi = 1). Do vậy, trong một số trường hợp, TWQI có thể cho kết quả không phù hợp với thực tế. 2. Phương pháp cải tiến và phát triển chỉ số tổng hợp 2.1. Cách tiếp cận và thiết lập công thức tính toán chỉ số chất lượng nước tương đối (ReWQI) dạng tổng quát Cách tiếp cận: Chất lượng môi trường nước tại 1 điểm không gian cho trước ứng với thời điểm quan trắc được xem như tác động đồng thời của n thông số khảo sát, khi đó chỉ số ReWQI được tích hợp từ n chỉ số đơn lẻ thành một công thức để đánh giá chất lượng nước bằng chỉ số tổng hợp. Ứng với điều này, tổng lượng ô nhiễm chung của n thông số khảo sát được xác định bằng công thức: n Pn   Wi q i (1) i 1 Trong đó: Wi - trọng số của thông số i; HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 654
  10. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 qi - chỉ số đơn lẻ (individual index) của thông số i, trong đó qi được tính theo tiêu chuẩn dưới, tiêu chuẩn trên và tiêu chuẩn trong đoạn (xem chi tiết ở 2.2). Tách qi từ (1) thành 3 nhóm: + Nhóm 1 có qi = 1 (1- là trị số chuẩn hóa đơn vị của qi); + Nhóm 2 có qi < 1; + Nhóm 3 có qi > 1. Dựa vào (1) ta có: Wiqi = Wi với qi = 1; Wiqi < Wi với qi Wi(1-qi) > 0; Wiqi > Wi với qi >1 => Wi(qi-1) > 0. Lấy tổng các tích > 0 ở trên, ta được các tổng riêng sau: m1 m2 Pm   Wi qi   Wi (1  qi ) (2) i 1 i 1 k Pk   Wi (q i  1) (3) i 1 và tổng chung (1) trở thành: Pn  Pm  Pk  0 (4) Trong đó: m1, m2 - Số các giá trị có qi =1 và qi 1; n - Số các thông số khảo sát. Pm P Từ (2) - (4) ta có:  1 và k  1 . Do đó chuẩn hóa các tỷ số về thang 100, kết quả thu được: Pn Pn Pm P  100 và k  100 . Khi đó tích hợp các tổng riêng và tổng chung theo thang đánh giá 100, Pn Pn ta được công thức: Pk Re WQI  100  (1  ) (5) Pn Từ công thức (5) suy ra: ReWQI phụ thuộc vào tỷ số tương đối Pk/Pn. Nếu tỷ số này càng nhỏ thì mức độ ô nhiễm nước càng lớn, nghĩa là chất lượng nước càng xấu và ngược lại. Công thức (5) có dạng tổng quát không chỉ áp dụng cho nước mặt, khi thay W bằng G, Co, Se,... ta có công thức chỉ số cho nước ngầm RGQI, nước biển ven bờ RCoQI, nước biển RSeQI,... chỉ khác là các chỉ số được tính toán theo các tiêu chuẩn/quy chuẩn môi trường tương ứng. 2.2. Phương pháp tính các chỉ số đơn lẻ, các tổng riêng Pm, Pk và tổng chung Pn Pk, Pn được tính toán từ tổ hợp (tích hợp) các chỉ số đơn lẻ qi của các thông số i theo 3 nhóm thuộc Tiêu chuẩn dưới, tiêu chuẩn trên, và tiêu chuẩn trong đoạn ứng với loại nước quy định trong tiêu chuẩn/quy chuẩn của mỗi quốc gia. Đối với tiêu chuẩn/quy chuẩn môi trường về nước có 3 nhóm dưới đây: a) Tiêu chuẩn dưới (BOD5, COD, TSS, TDS, Coliform; các kim loại Zn, Cu, Fe, As, Hg,.., ngoại trừ DO và pH). Khi trị số Ci của thông số quan trắc nhỏ hơn hoặc bằng giá trị cho phép C*i theo tiêu chuẩn và Ci > C*i (lớn hơn Tiêu chuẩn cho phép). Khi đó: Ci + qi =  1 , nếu Ci  C*i (chất lượng nước tốt) (6) C*i dấu = xảy ra ứng với CLN trung bình Ci + qi =  1 , nếu Ci  C*i (chất lượng nước kém) (7) C*i b) Tiêu chuẩn trên (DO) khi Ci  C*i chất lượng nước tốt và khi Ci < C*i chất lượng nước kém, dấu = xảy ra (CLN trung bình). HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 655
  11. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 Chỉ số đơn lẻ được tính như sau: C*DO  1 , nếu C DO  C DO (CLN tốt) * + q DO = (8) CDO dấu = xảy ra ứng với CLN trung bình C*DO  1 , nếu C DO  C DO (CLN kém) * + q DO = (9) CDO c) Tiêu chuẩn trong đoạn [a, b] (thông số pH), khi các thông số có giá trị Ci thỏa mãn điều kiện a  C i  b thì chất lượng nước tốt, dấu “=” xảy ra ứng với CLN trung bình, và khi Ci < a hoặc Ci > b thì chất lượng nước kém. Do đó chỉ số đơn lẻ qi được tính như sau: a + qi =  1 , nếu C i < a (CLN kém), dấu = xảy ra (CLN trung bình) (10) Ci Ci  a + qi =  1 , nếu a < C i < b (CLN tốt) (11) ba C + q i = i  1 , nếu C i > b (CLN kém), dấu = xảy ra (CLN trung bình) (12) b Ghi chú: Các chỉ số đơn lẻ của từng thông số i có ý nghĩa như sau: q i 1 , nước bị ô nhiễm bởi thông số i (CLN kém). Tổ hợp (tích hợp) các thông số có giá trị qi < 1; qi = 1; qi > 1 từ a), b) và c) để tính các tổng lượng ô nhiễm riêng Pk, Pm và tổng lượng ô nhiễm chung Pn, xác định bởi các công thức (2), (3) và (4). Thay Pk, Pm và Pn vào công thức (5) ta được chỉ số chất lượng nước tương đối phụ Pk thuộc tỷ số tương đối như sau: Pn  k    W (q -1) i i  ReWQI=100 1- m1 m2 1   (13) k     W q + W (1-q )   1 i i 1 i i 1 Wi (q i -1)   ở đây Wi là trọng số của từng thông số khảo sát i. 2.3. Phương pháp tính trọng số Wi của ReWQI Việc tính trọng số Wi cho mỗi thông số bằng phương pháp cho điểm theo tiêu chí của các chuyên gia hoặc lý thuyết đều phải thỏa mãn điều kiện: trọng số tạm thời Wi' và trọng số cuối cùng Wi là những đại lượng vô thứ nguyên, nghĩa là Wi' và Wi là những hệ số không có đơn vị. Các thông số khảo sát trong các loại nước (nước mặt, nước ngầm, nước biển ven bờ,...) đều có đơn vị khác nhau. Do vậy, thông thường người ta lựa chọn phương pháp cho điểm theo tiêu chí của các chuyên gia hay Delphi và thực hiện tính toán trọng số theo 3 bước (Wayne R, Ott, 1978) [8]: - Cho điểm trung bình của từng thông số - Chuẩn hóa điểm trung bình để tính trọng số tạm thời Wi' - Tính trọng số cuối cùng Wi' theo công thức: HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 656
  12. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 Wi' Wi = n (14) 1 Wi' n dễ thấy  W =1 (15), trong đó n – số các thông số khảo sát. 1 i Tuy nhiên, cách tính trọng số cho điểm theo tiêu chí của các chuyên gia là mang tính chủ quan. Để khắc phục hạn chế này, tác giả đề xuất phương pháp tính trọng số Wi' và Wi theo tiêu chuẩn môi trường của từng thông số ứng với các loại nước khác nhau được quy định bởi tiêu chuẩn môi trường của mỗi nước. Theo đó, trọng số tạm thời của mỗi nhóm thông số có đơn vị khác nhau ứng với từng loại nước được chuẩn hóa (vô thứ nguyên hóa) các thông số tiêu chuẩn ứng với nước loại A (A1 và A2) hoặc loại B (B1 và B2) như sau: + Trọng số tạm thời Wi' của thông số i thuộc nhóm tiêu chuẩn dưới ứng với nước loại A1 hoặc A2 được xác định bằng công thức: C*i (A1 )+C*i (A 2 ) * C* (A )  C* (A ) Wi' (A1 )= : Ci (A1 )= i 1 * i 2 (15) 2 2Ci (A1 ) C*i (A1 )+C*i (A 2 ) * C* (A )  C* (A ) Wi' (A2 )= : Ci (A 2 )= i 1 * i 2 (16) 2 2Ci (A2 ) + Trọng số tạm thời Wi' của thông số i thuộc nhóm tiêu chuẩn trên ứng với nước loại A1 hoặc A2 được xác định bằng công thức (ví dụ DO): ' C*DO (A1 ) 2C*DO (A1 ) WDO (A1 )= = (17) C*DO (A1 )+C*DO (A 2 ) C*DO (A1 )+C*DO (A 2 ) 2 ' 2C*DO (A 2 ) WDO (A 2 )= (18) C*DO (A1 )+C*DO (A 2 ) + Trọng số tạm thời Wi' của thông số i thuộc đoạn [a, b] ứng với nước loại A1 hoặc A2, ví dụ đối với pH có giá trị cho phép trong đoạn [a,b] là (b - a), nên xác định bởi công thức: ' (b1 -a1 )+(b 2 -a 2 ) (b -a )+(b 2 -a 2 ) WpH(A1) = :(b1 -a1 )= 1 1 (19) 2 2(b1 -a1 ) ' (b1 -a1 )+(b 2 -a 2 ) WpH(A 2) = (20) 2(b2 -a 2 ) Trong các công thức (15 - 20), C*i (A1 ) , C*i (A 2 ) là các giá trị giới hạn cho phép của thông số i tương ứng với nước loại A1 & A2; a1, b1 và a2, b2 – các giá trị cận dưới và cận trên của đoạn [a1,b1] & [a2,b2] ứng với nước loại A1 & A2. Tính trọng số Wi' cho nước loại B1 và B2 được tiến hành tương tự. + Tính trọng số cuối cùng Wi của thông số i dựa vào công thức (14) khi sử dụng các trọng số tạm thời Wi' được tính từ các công thức tương ứng (15/16), (17/18) và (19/20) theo tiêu chuẩn/ quy chuẩn của từng loại nước quy định bởi mỗi quốc gia. Để so sánh cách tính trọng số bằng cách cho điểm theo tiêu chí của các chuyên gia và cách tính trọng số dựa vào tiêu chuẩn môi trường, tác giả lựa chọn các thông số có trong phương pháp của Mỹ trùng với các thông số có trong tiêu chuẩn môi trường của Việt Nam (nước mặt loại A 2 ) để làm ví dụ. Kết quả tính toán Wi' của 5 thông số được trình bày ở bảng 1. HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 657
  13. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 Bảng 1. Trọng số tính theo WQI (Wayne R, Ott, 1978) [8] và trọng số tính theo ReWQI (tiêu chuẩn môi trường nước mặt loại A2) cho 5 thông số NO 3- BOD5 Các thông số pH DO F. Coli (tính theo N) ( 20o C ) 2500 ≥6 A1 6 - 8,5 2 mg/L 4 mg/L MNP/100 mg/L QCVN 08- mL MT:2015/BTNMT 5000 ≥5 A2 6 - 8,5 5 mg/L 6 mg/L MNP/100 mg/L mL ' WQI Wi tính theo công thức (14), Wi tính theo phương pháp cho điểm Điểm số 2,1 2,4 2,3 1,4 1,5 ' Wi (A 2 ) 0,667 0,583 0,609 1 0,933 Wi (A 2 ) 0,176 0,154 0,160 0,264 0,246 Wi tính theo công thức (14), Wi' tính theo các công thức (16, 17 & ReWQI 20) Wi' (A 2 ) 1 0,7 0,83 0,909 0,75 Wi (A 2 ) 0,239 0,167 0,198 0,217 0,179 5 Tổng  W  1 đối với cả 2 phương pháp 1 i Từ bảng 1 cho thấy trọng số Wi tính theo phương pháp cho điểm và theo phương pháp tiêu chuẩn môi trường của mỗi thông số có khác nhau khoảng 1 bậc đại lượng sau dấu phẩy, sai số giữa 2 phương pháp là nhỏ. Tuy nhiên, phương pháp tính trọng số theo tiêu chuẩn môi trường do tác giả đề xuất là có cơ sở khoa học và không mang tính chủ quan. Ghi chú: Đối với Quy chuẩn môi trường không có tiêu chuẩn nước loại A1 và A2 hoặc B1 và B2, ví dụ QCVN 09-MT: 2015/BTNMT đối với nước ngầm chỉ có 1 loại tiêu chuẩn duy nhất, khi tính toán trọng số Wi' và Wi cần lựa chọn các nhóm thông số có tiêu chuẩn gần nhau hoặc khác nhau một số bậc đại lượng không quá lớn để các trọng số tính được không khác nhau quá lớn. Trong trường hợp này trọng số Wi' của 1 nhóm thông số được tính bằng công j j C*tb  C*i  C *i thức sau: Wi' = = 1 (21) , trong đó: C *tb  1 , C *i – giá trị tiêu chuẩn của thông số i, j C*i jC*i j – số các thông số của nhóm được lựa chọn để tính toán. 2.4. Phương pháp xây dựng ngưỡng đánh giá và bảng phân cấp đánh giá CLN của ReWQI Các điều kiện toán học được sử dụng để xây dựng ngưỡng cho ReWQI: giá trị bé nhất, giá trị lớn nhất, giá trị min, giá trị max, trung vị và trung bình. Theo phương pháp ReWQI k (công thức 5), ngưỡng đánh giá chất lượng nước phải phụ thuộc vào tỷ số và được xác n định bằng công thức sau:  k Tk =100× 1-  (22)  n Trong đó, k – Số thông số khảo sát của nhóm thông số lớn hơn tiêu chuẩn cho phép ứng với chỉ số đơn lẻ q k >1 n – Số các thông số được lựa chọn để khảo sát (quan trắc) HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 658
  14. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 Từ công thức (22) và dựa trên các điều kiện toán học, ta có các ngưỡng tương ứng sau: Trường hợp 1: Ngưỡng cận trên của thang đánh giá bằng 100 khi giá trị bé nhất: inf(k)=0, nghĩa là tất cả các thông số nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép (CLN rất tốt). Trường hợp 2: Ngưỡng cận dưới của thang đánh giá bằng 0 khi giá trị lớn nhất: sup(k)=n, nghĩa là tất cả các thông số đều lớn hơn tiêu chuẩn cho phép (CLN cực xấu). Trường hợp 3: Ngưỡng Kém, nếu min(k)=1, khi đó từ (22) ta có:  1 n-1 Tk = 100× 1-  = 100× (23)  n n Trường hợp 4: Ngưỡng Trung bình là giá trị trung bình của ngưỡng cận trên (100) và ngưỡng Kém: 1 n-1  2n-1 Tk =  100+100  = 50× (24) 2 n  n Trường hợp 5: Ngưỡng Xấu khi k là trung vị của n. Vì n nguyên dương và n  2 và k=0,1,2..., có 2 trường hợp: n  n  - Nếu n chẵn, thì k = , từ (22) ta có: Tk = 100 1-  50 (25) 2  2n  n+1  n+1  n-1 - Nếu n lẻ, thì k = , nên: Tk = 100 1-   50 (26) 2  2n  n Trường hợp 6: Ngưỡng Rất xấu khi max(k) = n -1, ta có:  n-1  100 Tk = 100 1- = n (27)  n  Tổng hợp 6 ngưỡng trên, ta có thang đánh giá chất lượng nước phụ thuộc n (5 cấp) trong bảng 2. Bảng 2. Thang phân cấp đánh giá CLN (5 cấp) phụ thuộc n của ReWQI = I n chẵn n lẻ Chất lượng nước Màu sắc Tốt/Rất tốt 2n-1 2n-1 50
  15. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 - CLN xấu và rất xấu cần có biện pháp xử lý công nghệ đối với những thông số vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần. 3. Kết quả tính toán thử nghiệm cho nước mặt tại 3 mỏ khai thác khoáng sản, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình Kết quả áp dụng công thức ReWQI để đánh giá chất lượng nước mặt (nước hồ, suối) tại khu vực khai thác đá vôi, đá bazan và đất sét được trình bày ở bảng 3, 4 và 5. Biểu đồ minh họa ở hình 1. Bảng 3. Trọng số tạm thời và trọng số cuối cùng Trọng số tạm Trọng số cuối Giá trị giới hạn thời W’ cùng W TT Thông số Đơn vị A A A A1 A2 A1 A2 A1 A2 1 pH 6 - 8,5 6 - 8,5 1 1 0,063 0,088 2 Ôxy hòa tan (DO) mg/l ≥6 ≥5 1,1 0,9 0,069 0,080 Tổng chất rắn lơ lửng 3 mg/l 20 30 1,25 0,83 0,078 0,073 (TSS) 4 COD mg/l 10 15 1,25 0,83 0,078 0,073 5 Amoni (NH4+ tính theo N) mg/l 0,3 0,3 1 1 0,063 0,088 Tổng dầu, mỡ (oils & 6 mg/l 0,3 0,5 1,33 0,8 0,084 0,070 grease) MPN hoặc 7 Coliform 2500 5000 1,5 0,75 0,094 0,066 CFU/100 ml 8 Sắt (Fe) mg/l 0,5 1 1,5 0,75 0,094 0,066 9 Asen (As) mg/l 0,01 0,02 1,5 0,75 0,094 0,066 10 Chì (Pb) mg/l 0,02 0,02 1 1 0,063 0,088 11 Kẽm (Zn) mg/l 0,5 1 1,5 0,75 0,094 0,066 12 Cadimi (Cd) mg/l 0,005 0,005 1 1 0,063 0,088 13 Thủy ngân (Hg) mg/l 0,001 0,001 1 1 0,063 0,088 W i 1 1 Trong đó: MPN/100 ml (Most Probable Number/100ml): số lượng vi khuẩn chắc chắn nhất có thể trong 100 ml mẫu, CFU/100 ml (Colony Forming Units/100 ml): số đơn vị khuẩn lạc trong 100ml mẫu. Bảng 4. Thang phân cấp đánh giá chất lượng nước mặt ReWQI (thay n=13 vào bảng 2) n=13 Chất lượng nước Màu sắc Tốt/Rất tốt 96,15 < RSQI ≤ 100 (Rất tốt khi I = 100) Xanh (Excellent) Trung bình 92,31 < RSQI ≤ 96,15 Vàng (Moderate) Kém 46,15 < RSQI ≤ 92,31 Da cam (Fair) Xấu 7,69 < RSQI ≤ 46,15 Đỏ (Poor) Rất xấu 0 < RSQI ≤ 7,69 Nâu (Very Poor) HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 660
  16. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 Bảng 5. Các tổng riêng và tổng chung và chỉ số chất lượng nước mặt tổng hợp ReWQI đối với 3 Chất Vị trí lấy Tên mỏ Pm1 Pm2 Pk Pn ReWQI lượng mẫu nước Mỏ đá vôi - Xã Cao NM11 0 0,73 1,51 2,24 32,64 Xấu Dương, huyện Lương NM12 0,08 0,93 0,90 1,91 52,80 Kém Sơn, tỉnh Hòa Bình - Công ty TNHH Xây NM13 0 0,83 7,81 8,64 9,59 Xấu dựng thương mại và vận tải Hợp Tiến NM14 0,09 1,19 0,25 1,52 83,78 Kém Mỏ đá bazan - xã Hòa NM21 0 1,13 0,30 1,43 78,73 Kém Sơn, huyện Lương Sơn, NM22 0 0,88 3,58 4,46 19,74 Xấu tỉnh Hòa Bình - Công ty TNHH xây dựng và NM23 0 1,06 1,39 2,45 43,21 Xấu thương mại Quang Long NM24 0 1,16 0,26 1,42 81,68 Kém Mỏ đất sét - Tân Vinh, NM51 0 0,97 1,74 2,71 35,66 Xấu huyện Lương Sơn, tỉnh NM52 0 0,96 2,21 3,17 30,21 Xấu Hòa Bình - Công ty Cổ phần Sản xuất và Thương NM53 0 0,92 2,00 2,93 31,51 Xấu mại Khải Hưng NM54 0 1,13 0,32 1,45 77,79 Kém Hình 1. Biểu đồ biểu diễn chỉ số chất lượng nước mặt của ReWQI cho 3 mỏ Ghi chú: Mỏ 1 - Mỏ đá vôi - xã Cao Dương, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình - Công ty TNHH Xây dựng thương mại và vận tải Hợp Tiến. Mỏ 2 - Mỏ đá bazan - xã Hòa Sơn, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình - Công ty TNHH xây dựng và thương mại Quang Long. Mỏ 3 - Mỏ đất sét - Tân Vinh, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình - Công ty Cổ phần Sản xuất và Thương mại Khải Hưng. Nhận xét: Chất lượng môi trường nước mặt ở các khu vực quan trắc của 3 mỏ rơi vào 2 cấp kém và xấu. Nhìn chung nước mặt ở các khu vực quan trắc chỉ đảm bảo cho mục đích thủy lợi và vận tải và chưa phù hợp nếu sử dụng cho mục đích sinh hoạt; Kết quả này phù hợp với số liệu quan trắc thực tế tại 3 mỏ, trong đó nhiều thông số vượt tiêu chuẩn cho phép tại một số điểm lấy mẫu theo QCVN 09-MT:2015/BTNMT (qDO=1,07- HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 661
  17. THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 1,15; qCOD=1,2-3,2; qTSS= 2,5- 9,6; qNH4+=2-10,5; qFe=1,1-4,28, qdầu mỡ=1,2-5,33; các thông số khác (pH, coliform và một số kim loại nặng) đều có q
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
6=>0